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摘 要 针对“人体导电”“水力发电”“记忆金属”三件探究式展品的设计疏漏进行了分析，并提出四条建议：力求简约直观；尊重用户习惯；精确约束反馈；避免过度娱乐。这对展品的制造方提出了更高的要求，为展品使用方提供了采购经验，有助于提升探究式展品的设计水平，更好地发挥探究式学习的优势，完成应有的传播目标和传播效果。
关键词 科技馆 展品设计 探究式学习
1 探究式展品的发展
20世纪50年代末，美国教育学家施瓦布提出了“探究式学习”的方法，强调在动手实践中主动地发现问题、交流探索、获得知识、培养能力。与此同时，博物馆正在经历从“以藏品为中心”到“以观众为中心”的重大转型，博物馆三大功能的排序由以前的“收藏、研究、展览”变为“教育、研究、收藏”，教育成了博物馆的首要功能。因此，“探究式学习”得到了众多非正规教育机构的认可，以美国旧金山探索馆为首的一批科技馆将“动手参与”等理念作为展品设计的重要原则，开发了大量的探究式展品。经过半个多世纪的发展，与探究式学习高度契合的探究式展品已成为科技馆重要的展示形式。
有别于专业人士主导的宣讲活动，观众在科技馆展厅内直接与探究式展品互动，通过操作模拟再现科学研究的过程，从科学实验、科学观察中获得关于科学知识的直接经验。下面，笔者将对现有探究式展品的设计疏漏进行分析，并提出一些改良建议，以显著增强展品的探究效果，进一步提升科普场馆的公共服务水平。
2 三件探究式展品的设计疏漏
“人体导电”“水力发电”“记忆金属”这三件探究式展品均为企业设计制作，是当前声、光、电、磁、力学领域内较为成熟的展品。从近几年的运行情况来看，这批展品的耐用度高，不易损坏，深受观众欢迎，但美中不足的是，其存在着“按键设计不合理”“展示主题不直观”“等待时无反馈”等问题。
2.1 “人体导电”
如图1所示，“人体导电”展品由半球型透明亚克力罩、灯泡、玩具车和4个金属触点组成。正确的操作是观众直接触摸金属触点，通过人体导电将电路连通，使得罩内的灯泡被点亮，玩具车开始绕圈跑动。这一展品的设计疏漏在于外观设计不合理，设备开关键的位置错误。供管理方使用的展品电源开关与需要观众操作的4个金属触点在同一台面上，并且电源开关是非常醒目的红色按钮。许多观众未看展品说明就操作，第一反应是按下电源开关，经常将本来已经打开的展品关闭，导致后面的操作没有任何反应，这样探究式学习也就无从谈起。
2.2 “水力发电”
如图2所示，“水力发电”展品由抽水装置、储水装置、引水装置、水车、LED灯和捣米模块组成。观众按动开关之后，水被抽水机抬到高处的储水装置，然后受重力影响沿着引水管道流下，引发一系列连锁反应：水车旋转，产生电流，LED灯亮，捣米模块开始工作。该展品综合运用了多学科知识，值得观众驻足研究。可实际观察发现，动手操作展品的观众并不多。经询问得知，大部分观众只注意到按动按钮后LED灯亮、捣米开始，认为这与电子玩具的原理大同小异，而对展品中“水”的作用感受不明显，没有进一步探究的兴趣。这一展品的设计疏漏是展示主题不直观，不符合观众的认知结构。如果不用抽水机，而是让观众自己用盛具把水倒入高处容器，通过与水的直接接触，将有助于理解展品背后的科学原理。
2.3 “记忆金属”
如图3所示，“记忆金属”展品由加热设备和记忆金属制作的“花朵”组成。未打开加热设备前，“花朵”呈含苞待放的形态。待加热一段时间之后，记忆金属改变了形态，“花朵”绽放。该展品的说明牌主要介绍了记忆金属的科学原理，未明确提示观众在展品运行中需要等待。有的观众按下开关后，没等到“花朵”开放就离开了；还有的观众在“花朵”完全开放的情况下，不等“花瓣”冷却闭合，继续按动开关加热。这一展品的设计疏漏是没有给观众及时的反馈。由于展品的变化需要等待，应当通过某种方式将这一信息告诉观众。
3 探究式展品的设计建议
“探究”是观众的具体行为，而想让观众“动手”，就要先让其“动心”“动脑”。因此，探究式展品除遵守展品的基本设计原则之外，还应根据“以人为本”的设计理念，力求简约直观、尊重用户习惯、精确约束反馈、避免过度娱乐。
3.1 力求简约直观
探究式学习属于非强制性的学习，要想达到良好的科学传播效果，一个重要的方法是激发和保持观众的兴趣，这就要求展品的设计做到简约直观。首先，简约直观体现在展品的外观形态上。观众会根据他们对展品的第一印象，于无形中获取第一手的操作信息，从主观上避免与展品的“非理性”互动。要让观众一眼看到，就能知道展品的用途，以及哪个部件能动，哪个部件不能动，这样才能吸引他们参与进来。相反，如果展品的外形太过复杂，甚至连管理用的按键和观众用的按键都混在一起，就会使人无从下手，乃至丧失进一步探究的热情。
其次，简约直观体现在展品的操作流程中。探究式展品是基于实物的体验式学习、基于实践的探究式学习，应尽量选择观众熟知的事物，易于其跨越常识与科学规律之间的鸿沟。一方面，观众见到新奇物件的特殊现象，会把注意力放在物件本身，而不是思考其中的科学道理。另一方面，特殊制作的物件也浪费了大量的布展经费。事实上，一些看似普通的展品却有着不一般的智慧，令人围观、称奇、沉思。例如，旧金山探索馆就通过精彩的诠释，将日常生活中的普通物件信手拈来，成为人们理解物质世界的实证。许多展品制作成本几乎不超过100美元，却呈现出不可思议的物理特性与运动状态。
最后，简约直观体现在展品的展示形式上。通常来说，图像和文字是傳递信息最准确、接收速度最快的方式。相比之下，声音则受到环境较大的制约。如果科技馆设置过多的发声展品，就会彼此干扰，甚至引发观众疲劳，使之丧失探究欲望。因此，图文信息应是展厅内主流的信息传播方式，而多媒体发声设备的数量要有所限制。另外，还要做到少而精，并且通俗易懂。假使说明中涉及过多的专业术语，可能会使观众产生某种程度的畏惧心理。 3.2 尊重用户习惯
观众在科技馆中的参观行为具有随意性的特点，既想要在有限的时间内体验更多展品，又不希望因为赶时间而造成太多心理压力。因此，强求每个观众在操作前，都能读完、读懂展品说明是不现实的。在探究式展品的设计之初，应对目标观众有所了解，以观众的认知水平为依据，适当调整探究难度。既能调动观众的积极性和主动性，又有一定的挑战性。而一旦探究难度过高，展品与观众的信息交流就会不通畅，观众在操作过程中会浪费大量的精力，造成注意力涣散，进而影响学习效果。
在平日的生产生活中，人们会将许多操作习惯储存在潜意识里。例如见到螺丝，自然会想到顺时针是拧紧，逆时针是拧松；见到音量键，自然会想到按上面是提高音量，按下面是降低音量；见到时间条，自然会想到左边是之前的时间段，右边是之后的时间段；见到红色自然会想到警告，表示危险，不能触碰……因此，探究式展品应遵循“以人为本”的设计理念，尊重观众的使用习惯。
观众的年龄和身高也是展品设计中应当考虑的因素，以确定操作台的高度、活动部件的操作阻力、显示屏的角度等。科技馆是一个流动性很大的空间，观众在每个展品前操作或观看的时间都不会很长，一般以站立姿势为主，因此要保证观众可以在上肢活动所能达到的区域内完成各项操作。若操作台太低，则背部过分前屈；若操作台太高，则必须抬高肩部，易引起颈部的不适。另外，还要根据观众的年龄段，设计多层次的操作装置，以适应不同的群体。
3.3 精确约束反馈
探究式展品应有一定的容错性。既要允许观众在有限的范围内进行错误操作，但也不能对他们的任何操作都放任不管。展品设计时需提前针对可预见的错误操作，限制试错范围，做好对观众和展品的保护，这就要用到约束与反馈机制。
约束，是指对观众探究行为的限制。比如，通过机械结构，把活动部件约束在一定范围内移动。再如，调整活动部件的操作阻力，限制观众的危险行为。如果在展品设计中无法达到完全的约束，至少应保证当观众进行错误操作时是事倍功半的，并可被他人识别。
反馈，是指对观众的每一次操作，展品都在第一时间作出准确的反应，知道自己的操作是否作用于展品，以及该操作是正确的还是错误的。比如按下开关后，指示灯会亮，表示展品接收到了观众的操作指令。展品反馈应具有及时性，不但要对正确的操作进行鼓励，对错误的操作给予报警，并且要让观众明确是哪一步操作引发了反馈。当展品需要运行一段时间才能产生现象的时候，应设有提示文字、声音或进度条等，告知观众耐心等待，并显示操作行为的有效性。
3.4 避免过度娱乐
观众从探究式展品中收获了多少知识，对此往往无法定量统计。现在，我们大多从观众停留时间、社会舆论报道等方面作为评价展品好坏的粗略依据。为顺应这种趋势，目前增加了不少合作性、对抗性内容，这种游戏化改进更容易引起公众的关注，成为探究式展品的一个突出卖点。生产商为销售需要，把展品设计得过于高大上，娱乐性不断增强，探究性却逐渐削弱，甚至有些展品所谓的“探究操作”仅为按下开关而已。如果科技馆展厅充斥着这种展品，表面上似乎人头攒动，实际上只是看个热闹。
4 结语
截至2016年，全国共有473个科技馆，但其中真正具备展品设计、制作能力的科技馆屈指可数。当下，绝大多数科技馆都没有设置相应的展品研发部门，也没有专职的策展人员，自行开发展览的能力尤为欠缺。不少科技馆在完成建设后就把工作重点局限在开放运行上，对策展工作缺乏重视，没有为科技馆的持续更新和未来发展做好组织保障。因此，大部分探究式展品是由馆方提出设计方案委托企业生产，或者直接购买企业生产的成品。相同的科学原理，采用不同的探究方法，这就必然导致各个展品的探究性存在差异。此外，在探究式展品投入运行后，展厅管理者作为第一监护人，应当根据观众反馈进一步完善展品。
分析“人体导电”“水力发电”“记忆金属”三件探究式展品中存在的问题，可以发现产生设计疏漏的主要原因是设计与使用脱节。这是由于展品生产商的设计水平良莠不齐，多数企业关注的重点是“能用”而不是“好用”，即只重视展品能否稳定运行、方便维修，至于展品与观众习惯的一致性、操作难度、误操作率等指标，并不在考虑范围内。场馆作为探究式展品的使用方，如果在采购时对展品的探究性缺乏足够的了解，布展后对使用情况又未注意，展品的设计疏漏就可能长期得不到解决，进而影响观众的探究效果。由此，笔者提出四条建议：力求简约直观；尊重用户习惯；精确约束反馈；避免过度娱乐。只有这样，设计出的探究式展品才能将探究式学习的优势发挥出来，达到应有的传播目标和传播效果。
参考文献
[1]黄体茂.关于科技馆展项创新的若干认识问题[J].科协论坛，2011（1）：33-37.
[2]龙金晶.以“探究学习”为核心的科技館教育模式初探[J].科学之友，2013（6）：109-110.
[3]王慧君.科学探究教学设计：依据、实施和评价[J].中国电化教育，2013（9）：102-106，126.
[4]李博.科技馆展品的可探究性评价[J].科普研究，2017（5）：30-35.
关键词 科技馆 展品设计 探究式学习
1 探究式展品的发展
20世纪50年代末，美国教育学家施瓦布提出了“探究式学习”的方法，强调在动手实践中主动地发现问题、交流探索、获得知识、培养能力。与此同时，博物馆正在经历从“以藏品为中心”到“以观众为中心”的重大转型，博物馆三大功能的排序由以前的“收藏、研究、展览”变为“教育、研究、收藏”，教育成了博物馆的首要功能。因此，“探究式学习”得到了众多非正规教育机构的认可，以美国旧金山探索馆为首的一批科技馆将“动手参与”等理念作为展品设计的重要原则，开发了大量的探究式展品。经过半个多世纪的发展，与探究式学习高度契合的探究式展品已成为科技馆重要的展示形式。
有别于专业人士主导的宣讲活动，观众在科技馆展厅内直接与探究式展品互动，通过操作模拟再现科学研究的过程，从科学实验、科学观察中获得关于科学知识的直接经验。下面，笔者将对现有探究式展品的设计疏漏进行分析，并提出一些改良建议，以显著增强展品的探究效果，进一步提升科普场馆的公共服务水平。
2 三件探究式展品的设计疏漏
“人体导电”“水力发电”“记忆金属”这三件探究式展品均为企业设计制作，是当前声、光、电、磁、力学领域内较为成熟的展品。从近几年的运行情况来看，这批展品的耐用度高，不易损坏，深受观众欢迎，但美中不足的是，其存在着“按键设计不合理”“展示主题不直观”“等待时无反馈”等问题。
2.1 “人体导电”
如图1所示，“人体导电”展品由半球型透明亚克力罩、灯泡、玩具车和4个金属触点组成。正确的操作是观众直接触摸金属触点，通过人体导电将电路连通，使得罩内的灯泡被点亮，玩具车开始绕圈跑动。这一展品的设计疏漏在于外观设计不合理，设备开关键的位置错误。供管理方使用的展品电源开关与需要观众操作的4个金属触点在同一台面上，并且电源开关是非常醒目的红色按钮。许多观众未看展品说明就操作，第一反应是按下电源开关，经常将本来已经打开的展品关闭，导致后面的操作没有任何反应，这样探究式学习也就无从谈起。
2.2 “水力发电”
如图2所示，“水力发电”展品由抽水装置、储水装置、引水装置、水车、LED灯和捣米模块组成。观众按动开关之后，水被抽水机抬到高处的储水装置，然后受重力影响沿着引水管道流下，引发一系列连锁反应：水车旋转，产生电流，LED灯亮，捣米模块开始工作。该展品综合运用了多学科知识，值得观众驻足研究。可实际观察发现，动手操作展品的观众并不多。经询问得知，大部分观众只注意到按动按钮后LED灯亮、捣米开始，认为这与电子玩具的原理大同小异，而对展品中“水”的作用感受不明显，没有进一步探究的兴趣。这一展品的设计疏漏是展示主题不直观，不符合观众的认知结构。如果不用抽水机，而是让观众自己用盛具把水倒入高处容器，通过与水的直接接触，将有助于理解展品背后的科学原理。
2.3 “记忆金属”
如图3所示，“记忆金属”展品由加热设备和记忆金属制作的“花朵”组成。未打开加热设备前，“花朵”呈含苞待放的形态。待加热一段时间之后，记忆金属改变了形态，“花朵”绽放。该展品的说明牌主要介绍了记忆金属的科学原理，未明确提示观众在展品运行中需要等待。有的观众按下开关后，没等到“花朵”开放就离开了；还有的观众在“花朵”完全开放的情况下，不等“花瓣”冷却闭合，继续按动开关加热。这一展品的设计疏漏是没有给观众及时的反馈。由于展品的变化需要等待，应当通过某种方式将这一信息告诉观众。
3 探究式展品的设计建议
“探究”是观众的具体行为，而想让观众“动手”，就要先让其“动心”“动脑”。因此，探究式展品除遵守展品的基本设计原则之外，还应根据“以人为本”的设计理念，力求简约直观、尊重用户习惯、精确约束反馈、避免过度娱乐。
3.1 力求简约直观
探究式学习属于非强制性的学习，要想达到良好的科学传播效果，一个重要的方法是激发和保持观众的兴趣，这就要求展品的设计做到简约直观。首先，简约直观体现在展品的外观形态上。观众会根据他们对展品的第一印象，于无形中获取第一手的操作信息，从主观上避免与展品的“非理性”互动。要让观众一眼看到，就能知道展品的用途，以及哪个部件能动，哪个部件不能动，这样才能吸引他们参与进来。相反，如果展品的外形太过复杂，甚至连管理用的按键和观众用的按键都混在一起，就会使人无从下手，乃至丧失进一步探究的热情。
其次，简约直观体现在展品的操作流程中。探究式展品是基于实物的体验式学习、基于实践的探究式学习，应尽量选择观众熟知的事物，易于其跨越常识与科学规律之间的鸿沟。一方面，观众见到新奇物件的特殊现象，会把注意力放在物件本身，而不是思考其中的科学道理。另一方面，特殊制作的物件也浪费了大量的布展经费。事实上，一些看似普通的展品却有着不一般的智慧，令人围观、称奇、沉思。例如，旧金山探索馆就通过精彩的诠释，将日常生活中的普通物件信手拈来，成为人们理解物质世界的实证。许多展品制作成本几乎不超过100美元，却呈现出不可思议的物理特性与运动状态。
最后，简约直观体现在展品的展示形式上。通常来说，图像和文字是傳递信息最准确、接收速度最快的方式。相比之下，声音则受到环境较大的制约。如果科技馆设置过多的发声展品，就会彼此干扰，甚至引发观众疲劳，使之丧失探究欲望。因此，图文信息应是展厅内主流的信息传播方式，而多媒体发声设备的数量要有所限制。另外，还要做到少而精，并且通俗易懂。假使说明中涉及过多的专业术语，可能会使观众产生某种程度的畏惧心理。 3.2 尊重用户习惯
观众在科技馆中的参观行为具有随意性的特点，既想要在有限的时间内体验更多展品，又不希望因为赶时间而造成太多心理压力。因此，强求每个观众在操作前，都能读完、读懂展品说明是不现实的。在探究式展品的设计之初，应对目标观众有所了解，以观众的认知水平为依据，适当调整探究难度。既能调动观众的积极性和主动性，又有一定的挑战性。而一旦探究难度过高，展品与观众的信息交流就会不通畅，观众在操作过程中会浪费大量的精力，造成注意力涣散，进而影响学习效果。
在平日的生产生活中，人们会将许多操作习惯储存在潜意识里。例如见到螺丝，自然会想到顺时针是拧紧，逆时针是拧松；见到音量键，自然会想到按上面是提高音量，按下面是降低音量；见到时间条，自然会想到左边是之前的时间段，右边是之后的时间段；见到红色自然会想到警告，表示危险，不能触碰……因此，探究式展品应遵循“以人为本”的设计理念，尊重观众的使用习惯。
观众的年龄和身高也是展品设计中应当考虑的因素，以确定操作台的高度、活动部件的操作阻力、显示屏的角度等。科技馆是一个流动性很大的空间，观众在每个展品前操作或观看的时间都不会很长，一般以站立姿势为主，因此要保证观众可以在上肢活动所能达到的区域内完成各项操作。若操作台太低，则背部过分前屈；若操作台太高，则必须抬高肩部，易引起颈部的不适。另外，还要根据观众的年龄段，设计多层次的操作装置，以适应不同的群体。
3.3 精确约束反馈
探究式展品应有一定的容错性。既要允许观众在有限的范围内进行错误操作，但也不能对他们的任何操作都放任不管。展品设计时需提前针对可预见的错误操作，限制试错范围，做好对观众和展品的保护，这就要用到约束与反馈机制。
约束，是指对观众探究行为的限制。比如，通过机械结构，把活动部件约束在一定范围内移动。再如，调整活动部件的操作阻力，限制观众的危险行为。如果在展品设计中无法达到完全的约束，至少应保证当观众进行错误操作时是事倍功半的，并可被他人识别。
反馈，是指对观众的每一次操作，展品都在第一时间作出准确的反应，知道自己的操作是否作用于展品，以及该操作是正确的还是错误的。比如按下开关后，指示灯会亮，表示展品接收到了观众的操作指令。展品反馈应具有及时性，不但要对正确的操作进行鼓励，对错误的操作给予报警，并且要让观众明确是哪一步操作引发了反馈。当展品需要运行一段时间才能产生现象的时候，应设有提示文字、声音或进度条等，告知观众耐心等待，并显示操作行为的有效性。
3.4 避免过度娱乐
观众从探究式展品中收获了多少知识，对此往往无法定量统计。现在，我们大多从观众停留时间、社会舆论报道等方面作为评价展品好坏的粗略依据。为顺应这种趋势，目前增加了不少合作性、对抗性内容，这种游戏化改进更容易引起公众的关注，成为探究式展品的一个突出卖点。生产商为销售需要，把展品设计得过于高大上，娱乐性不断增强，探究性却逐渐削弱，甚至有些展品所谓的“探究操作”仅为按下开关而已。如果科技馆展厅充斥着这种展品，表面上似乎人头攒动，实际上只是看个热闹。
4 结语
截至2016年，全国共有473个科技馆，但其中真正具备展品设计、制作能力的科技馆屈指可数。当下，绝大多数科技馆都没有设置相应的展品研发部门，也没有专职的策展人员，自行开发展览的能力尤为欠缺。不少科技馆在完成建设后就把工作重点局限在开放运行上，对策展工作缺乏重视，没有为科技馆的持续更新和未来发展做好组织保障。因此，大部分探究式展品是由馆方提出设计方案委托企业生产，或者直接购买企业生产的成品。相同的科学原理，采用不同的探究方法，这就必然导致各个展品的探究性存在差异。此外，在探究式展品投入运行后，展厅管理者作为第一监护人，应当根据观众反馈进一步完善展品。
分析“人体导电”“水力发电”“记忆金属”三件探究式展品中存在的问题，可以发现产生设计疏漏的主要原因是设计与使用脱节。这是由于展品生产商的设计水平良莠不齐，多数企业关注的重点是“能用”而不是“好用”，即只重视展品能否稳定运行、方便维修，至于展品与观众习惯的一致性、操作难度、误操作率等指标，并不在考虑范围内。场馆作为探究式展品的使用方，如果在采购时对展品的探究性缺乏足够的了解，布展后对使用情况又未注意，展品的设计疏漏就可能长期得不到解决，进而影响观众的探究效果。由此，笔者提出四条建议：力求简约直观；尊重用户习惯；精确约束反馈；避免过度娱乐。只有这样，设计出的探究式展品才能将探究式学习的优势发挥出来，达到应有的传播目标和传播效果。
参考文献
[1]黄体茂.关于科技馆展项创新的若干认识问题[J].科协论坛，2011（1）：33-37.
[2]龙金晶.以“探究学习”为核心的科技館教育模式初探[J].科学之友，2013（6）：109-110.
[3]王慧君.科学探究教学设计：依据、实施和评价[J].中国电化教育，2013（9）：102-106，126.
[4]李博.科技馆展品的可探究性评价[J].科普研究，2017（5）：30-35.